IPM模块教学提纲.doc

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1、一、IPM模块的结构形式直流无刷电机驱动：SD20M60、SD18M10二、IPM模块的优点智能功率模块IPM（IntelligentPowrModule）不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU或DSP作中断处理。它由高速低工耗的管芯和优化的门级驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以IPM自身不受损坏。IPM一般使用IGBT作为功率开关元件，并内藏电流传感器及驱动电路的集成结构。IPM模块是集外围电路内置于一块功率模块的器件，IPM以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其

2、适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，广泛应用于交流电机变频调速和直流电机斩波调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电以及各种高性能电源（如UPS、感应加热、电焊机、有源补偿、DC-DC等）、工业电气自动化等领域，有着广阔的市场，一种非常理想的电力电子器件。　　1） 开关速度快。IPM内的IGBT芯片都选用高速型，而且驱动电路紧靠IGBT芯片，驱动延时小，所以IPM开关速度快，损耗小。　　2） 低功耗。IPM内部的IGBT导通压降低，开关速度快，故IPM功耗小。　　3） 快速的过流保护。IPM实时检测IGBT电流，当发生严重过载或直接短路时，IGBT将被软关断，同时送出一

3、个故障信号。　　4） 过热保护。在靠近IGBT的绝缘基板上安装了一个温度传感器，当基板过热时，IPM内部控制电路将截止栅级驱动，不响应输入控制信号。　　5） 桥臂对管互锁。在串联的桥臂上，上下桥臂的驱动信号互锁。有效防止上下臂同时导通。　　6） 抗干扰能力强。优化的门级驱动与IGBT集成，布局合理，无外部驱动线。　　7） 驱动电源欠压保护。当低于驱动控制电源（一般为15V）就会造成驱动能力不够，增加导通损坏。IPM自动检测驱动电源，当低于一定值超过10?s时，将截止驱动信号。　　8） IPM 内藏相关的外围电路。缩短开发时间，加快产品上市。　　9） 无须采取防静电措施。　　1

4、0） 大大减少了元件数目。体积相应小。三、IPM模块的参数IPM的数据手册分为三个部分：　　（1）最大额定值（在任何情况下都不能超过的极限值）-maximumratings　　（2）电气特性，热特性和机械特性（供技术人员设计时参考）- characteristics（electrical,thermal,mechanical）　　（3）推荐工作条件（适用于大多应用）-recommendedoperatingconditions参数表示解释其他逆变部分VCC 供电电压加于P-N之间的最大直流母线电压Freewheelingdiode（FWD）　续流二极管：电路中起到续流的作用，

5、一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管来作为“续流二极管”，在电路中一般用来保护元件不被感应电压击穿或烧坏，以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端，并与其形成回路，使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗，起到保护电路中的元件不被损坏的作用。VCC（pp）供电电压峰值加于P-N之间的最大允许开关浪涌VCES 集电极-发射极电压关断时集电极到发射极最大允许峰值电压±IC 集电极电流TC=25℃时，最大允许集电极和FWD直流电流±ICP 集电极电流峰值TC=25℃时，最大允许集电极和FWD峰值电流PC集电极功耗TC=25℃时，每一个开关IGBT的最大允许功耗Tj 结温IGBT结

6、温的允许范围制动部分VR（DC）FWD反向电压续流二极管最大允许方向电压IFFWD正向电压续流二极管最大允许直流电流VD供电电压最大允许控制电压VCIN输入电压输入脚1和地（C）之间最大允许电压VFO故障输出电压FO和地之间最大允许电压IFO 故障输出电流FO的最大允许电流总系统VCC（PROT）受OC和SC保护的供电电压受OC和SC保护时，P-N之间的最大允许母线电压TC 模块外壳的工作温度基板最大允许壳温Tstg存储温度不加电压电流时保存温度viso 绝缘耐压基板和模块端子之间的最大绝缘耐压热阻Rth（j-c）结壳之间的热阻每一IGBT或FWD的结壳之间的最大热阻Rth（

7、c-f）接触热阻每一开关单元的外壳和散热片之间的最大热阻推荐工作条件VCC、VD 主电源电压、控制电源电压推荐的直流母线电压和控制电源范围VCIn（ON）输入开通电压推荐的IPM开通的输入电压范围Vcin（off）输入关断电压推荐的IPM关断的输入电压范围Fpwm PWM输入频率推荐的PWM频率输入范围Tdead 死区时间上下臂信号间延迟时间电气特性部分逆变和制动部分VCE（sat）饱和压降在规定条件下，IGBT的通态电压VECFWD正向电压FWD正向电压ton开通时间TrrFWD恢复时间Tc（on）开